CN103306795A - 双管式排气歧管 - Google Patents

Abstract

一种双管式排气歧管，其包括内管、外管和多个间隔件。内管包括多个支管和多个集气管。集气管能彼此滑动地连接。每个支管的一端装配至凸缘部，所述凸缘部被构造和配置成与发动机的气缸盖附接，并且每个支管的另一端能滑动地连接至对应的一个集气管，使得每个集气管连接至多个支管。外管覆盖内管的外周。间隔件布置在外管和内管之间以在外管和内管之间形成间隙。

Description

双管式排气歧管

相关申请的引用

本申请要求2012年3月8日提交的日本专利申请No.2012-051412和2012年12月18日提交的日本专利申请No.2012-276065的优先权。日本专利申请No.2012-051412和No.2012-276065的全部内容通过引用被包含于此。

技术领域

本发明涉及如下的双管式排气歧管：内管的外侧被外管覆盖以具有间隙，其中从内燃机排出的排气在内管中流动。

背景技术

作为传统的双管式排气歧管，已知日本特开2010-255611号公报中描述的双管式排气歧管。

在上述公开文献中披露的传统双管式排气歧管中，大致呈Y形的支管和集气管二者的开口侧利用聚合结合起来，其中薄壁的内管被分成上部和下部。在支管和集气管的每一者的外侧端部处通过焊接形成凸缘部。另一方面，在外管中，根据支管和集气部的形状，被分成上部和下部的盒状物通过聚合和结合形成通道形状，从而形成用于内管的支管和集气部二者的外部覆盖物。

在内管的支管和集气管的适当位置处，外管形成如环状金属丝网一样的外部覆盖物，在内管和外管之间确保达到金属丝网厚度程度的间隙，并且该间隙与内管中的沿轴向的形变（伸长、收缩）相对应以作为浮动结构（floating structure），在该浮动结构中，内管和外管能够相对于彼此沿轴向运动。

另外，在内管和外管之间的适当位置处设置具有厚壁的内管保持构件，消除和减少在内管和外管之间产生的热膨胀差异，该内管保持构件通过点焊接合至内管和外管。

发明内容

但是，在传统的双管式排气歧管中，因为存在内管具有薄壁并且支管和集气管通过焊接接合这样一种结构，所以会导致因为其他部件的调整而发生变形和在变形集中部位发生寿命减少的问题，其中其他部件的调整是在内管内部流动的高温排气使得整个内管达到高温而导致整个内管热膨胀的结果。

本发明针对上述问题，并且其目的是提供一种双管式排气歧管，其能够防止内管的因为热膨胀引起的变形的集中而导致的内管的寿命减少。

为了实现该目的，根据第一方面的双管式排气歧管包括内管、外管和多个间隔件。内管包括多个支管和多个集气管。集气管彼此能滑动地连接。每个支管的一端固定至凸缘部，该凸缘部被构造和配置成与发动机的气缸盖附接，并且每个支管的另一端能滑动地连接至多个集气管中的对应的一个集气管，使得每个集气管与多个支管相连。外管覆盖内管的外周。间隔件布置在外管和内管之间以在外管和内管之间形成间隙。

根据第二方面的双管式排气歧管是根据第一方面的双管式排气歧管，其中，多个所述集气管以能够沿平行于所述凸缘部的方向相对于彼此滑动的方式彼此装配在一起。

根据第三方面的双管式排气歧管是根据第一至第二方面的双管式排气歧管，其中，每个所述支管从平行于所述凸缘部的方向和垂直于所述凸缘部的方向中的一个方向装配在多个所述集气管中的对应的一个集气管中。

根据第四方面的双管式排气歧管是根据第一至第三方面的双管式排气歧管，其中，每个所述集气管为一体压制成形的管，该一体压制成形的管的相对两端部布置在被已经流入所述集气管的排气碰撞的表面的相对一侧。

根据第五方面的双管式排气歧管是根据第二至第四方面中的双管式排气歧管，其中，多个所述支管中的至少两个支管分别沿彼此相对的方向和平行于所述凸缘部的方向装配在多个所述集气管中的对应的一个集气管中。

根据第六方面的双管式排气歧管是根据第一至第五方面的双管式排气歧管，其中，所述集气管和所述支管中的每一个的末端均能滑动地插入所述集气管和所述支管中的对应的一个中，并且所述末端沿径向方向朝所述集气管和所述支管中的对应的一个的内周面延伸，并且折回以减少排气的泄漏。

在第一方面的双管式排气歧管中，即使在内管因为高温排气而热膨胀时，由于支管和集气部之间以及多个集气部自身之间能够彼此相对滑动，因此也能够利用滑动来吸收热膨胀，并且能够防止内管因为热膨胀而引起的变形集中而导致的内管的寿命减少。

在第二方面的双管式排气歧管中，能够获得一种结构：其能够容易地在集气部中装配和滑动，同时，内管和外管的沿垂直方向从凸缘部突出的量也被限制成较小。

在第三方面的双管式排气歧管中，能够基于内管的热膨胀，相对于集气管沿平行于凸缘部的方向和垂直于凸缘部的方向吸收伸长，同时，内管和外管的沿垂直方向从凸缘部突出的量也被限制成较小。

在第四方面的双管式排气歧管中，因为没有必要进行焊接等，所以能够以低成本制造集气管，并且即使在这种情况下，也能够防止缺陷（排气流率的减少和噪音、振动等的产生），该缺陷例如为已经流入集气管的排气从彼此相对的端部的间隙流动进入集气管和外管之间的间隙。

在第五方面的双管式排气歧管中，即使在支管热膨胀时，也能够抑制集气管在位置方面的改变，并且能够将排气系统的下游部分的负面影响限制成较小。

在第六方面的双管式排气歧管中，能够减少排气从集气管和支管的能够滑动的部分中泄漏。

附图说明

现在参照形成原始公开内容的一部分的附图：

图1为示出本发明第一实施方式的双管式排气歧管的立体图，其中双管式排气歧管的外管的一部分已经被切掉。

图2为示出第一实施方式的双管式排气歧管的集气管的一部分的图。

图3为从发动机侧观察的第一实施方式的双管式排气歧管的集气管的一部分的图。

图4为示出本发明第二实施方式的双管式排气歧管的一部分的剖视图。

具体实施方式

现在将参照附图对选定的实施方式予以阐述。本领域的普通技术人员从此公开内容将明白：以下所提供的实施方式的描述仅用于说明，而非用于限制本发明的目的，本发明应以随附的权利要求书及其等同物予以限定。

以下，将基于附图所绘示的实施方式来具体描述本发明的实施方式的各个方面。

第一实施方式

首先，将描述第一实施方式的双管式排气歧管的总体配置。

图1示出了第一实施方式的双管式排气歧管。此处，在图1中，外管3的上半部分被绘制成切掉的状态，从而可以容易地看见外管3内部的内管2的结构。此处，本实施方式的双管式排气歧管连接至四缸发动机1。

如图1所示，第一实施方式的双管式排气歧管用在车辆中，并且设置有内管2和外管3，从发动机1排出的排气流过内管2，外管3从外周侧覆盖内管2。

与外管3相比，内管2被制成薄壁并使用了具有高耐热性和高耐腐蚀性的金属，并且内管2设置有凸缘部20、四个支管21a-21d以及两个集气管22a和22b。双管式排气歧管还包括三个间隔件23a-23c，用于确保内管2和外管3之间的间隙。

四个排气进气孔沿长度方向设置在凸缘部20中，以与设置在发动机1的气缸盖1a中的四个排出口匹配，并且使用分别贯穿多个螺栓孔20a的多个螺栓（图中未示）安装气缸盖1a。凸缘部20通过焊接固定至支管21a-21d的排气上游侧端部以匹配排气进气孔。

在支管21a-21d中，形成在两端侧的支管21a和21d为J形，在支管21a和21d之间的两个支管21b和21c形成为直线形。在两端侧的支管21a和21d配置成其排气下游侧端部彼此相对。

集气管22a和22b中的每一个在其一端侧和另一端侧均具有轴向开口部，集气管22a和22b中的每一个还具有垂直方向开口部，该垂直方向开口部在两个轴向开口部的、与凸缘部20的长度方向平行延伸的轴线上的、中间位置处沿垂直于集气管22a和22b的方向朝凸缘部20开口。

从上方看时以反向J形配置的支管21a的排气下游侧端部以能够沿轴向相对滑动的方式装配在集气管22a的一端侧的轴向开口部中，并且集气管22b的一端侧的轴向开口部以能够沿轴向相对滑动的方式装配在集气管22a的另一端侧的轴向开口部中。此外，支管21b的排气下游侧端部以能够沿垂直于凸缘部20的方向相对滑动的方式装配在集气管22a的垂直方向开口部中。

在另一集气管22b中，从上方看时以J形配置的支管21d的排气下游侧端部以能够沿轴线相对滑动的方式装配在集气管22b的另一端侧的轴向开口部中，并且支管21c的排气下游侧端部以能够沿垂直于凸缘部20的方向相对滑动的方式装配在集气管22b的垂直方向开口部中。

在此，在朝下方向上通过孔一体地设置排出管部分，所述孔在集气管22b上、在另一端侧轴向开口部和垂直方向开口部之间的位置处设置于下表面。

在此，如图2和3所示，集气管22a和22b通过冲压金属片材形成，并且形成为管形状，其中两个端部彼此面对（以成为相对部分）。所述相对部分没有通过焊接或类似方法固定，并且垂直方向开口部形成在此处。相应地，在支管21b和21c内流动的排气从垂直方向开口部流入，并且碰撞位于垂直方向开口部的相对侧的表面，排气的流向由此变更为轴向。

在此，流入的排气碰撞图2中的凹部22c。此外，在图3中，支管21d插入左端侧开口中，集气管22a插入右端侧开口中，并且支管21c插入前侧开口中。

与内管2相比，外管3形成有厚壁并使用了诸如不锈钢等具有高刚性、高耐热性和高耐腐蚀性的金属材料，通过在管件之间形成间隙的状态下结合并固定分别覆盖上方和下方的上半部分和下半部分而形成支管21a-21d和集气管22a和22b。

在集气管22a的一端侧轴向开口部和支管21a的排气下游侧端部的装配部处附接有间隔件23a，在集气管22b的一端侧轴向开口部和集气管22a的另一端侧轴向开口部的装配部处附接有间隔件23b，并且在集气管22b的另一端侧轴向开口部和支管21d的排气下游侧端部的装配部处附接有间隔件23c，通过由外管3的内表面支承的每一个间隔件，在内管2和外管3之间形成间隙。

间隔件23a至23c例如被构造成金属丝网环或类似物。

在如上所述构造的第一实施方式的双管式排气歧管中，通过工作的发动机1，排气从气缸盖1a的四个排出口向相应的支管21a-21d排出。

排气流入每个对应的支管21a-21d，从支管21a沿轴向进入集气管22a的一端侧轴向开口部，从支管21b沿垂直于轴向的方向流入集气管22a的垂直方向开口部，并且通过碰撞垂直方向开口部（即，位于相对部分的相对侧的表面）改变方向至轴向方向。排气朝向集气管22b的一端侧轴向开口部运动。

在这之后，气体从排出管部分沿朝下方向排出。

以相似的方式，排气从支管21c沿垂直于轴向的方向流入集气管22b的垂直方向开口部，并且在通过碰撞垂直方向开口部（即，位于相对部分的相对侧的表面）而改变方向至朝集气管22b的另一端侧轴向开口部的轴向方向之后，从排出管部分沿朝下方向排出。此外，排气在从支管21d朝集气管22a侧沿轴向从集气管22b的另一端侧轴向开口部流入之后，从排出管部分沿朝下方向排出。

直接暴露于高温排气的内管2由于热膨胀而改变形状，特别是以在其长度方向上变大的方式改变形状。但是，支管21a-21d的沿垂直于凸缘部20的方向的膨胀的位置为集气管22a和22b沿支管21a和21d的两个方向伸长和运动的位置。此时，当支管21b和21c与集气管22a和22b的伸长产生差异时，集气管22a和22b的垂直方向开口部与支管21b和21c的排气下游侧端部的装配部通过相对滑动吸收该差异。

此外，支管21a-21d的沿平行于凸缘部20的方向的膨胀被支管21a的排气下游侧端部与集气管22a的一端侧轴向开口部的装配部、集气管22a的另一端侧轴向开口部与集气管22b的一端侧轴向开口部的装配部以及集气管22b的另一端侧轴向开口部与支管21d的排气下游侧端部的装配部的相对滑动吸收。

在此，因为外管3以具有间隙的方式覆盖内管2，从而不会降低在内管2中流动的排气的温度，利用位于歧管下游的催化剂，能够容易地净化保持在高温的排气。

此外，外管3防止已经从集气管22a和22b与支管21a-21d（支管21a-21d与集气管22a和22b构成内管2）的装配部逸出的排气泄漏到外管3的外部。

从上述可以理解，第一实施方式的双管式排气歧管能够获得以下所述的效果。

由于集气管22a和22b与支管21a-21d（支管21a-21d与集气管22a和22b构成内管2）的装配部能够沿平行于凸缘部20的方向和垂直于凸缘部20的方向滑动，因此即使在由于排气的温度导致内管2热膨胀的情况下也能够吸收伸长，由此，能够在耐高温方面得到改善并且增加内管2的寿命。

此外，因为集气管22a和22b装配成能够沿平行于凸缘部20的方向滑动，所以能够将排气歧管的从气缸盖1a突出的量抑制成较小。

另外，因为支管21a和21d的排气下游侧端部沿平行于凸缘部20的方向从彼此相对的方向装配在集气部22a和22b中，所以能够抑制集气部22a和22b在支管21a-21d的热膨胀期间沿此平行方向变大的运动，结果，能够减少对其他部分的负面作用。

因为集气管22a和22b是一体压制成形的管，该管在流入的排气所碰撞的表面的相对一侧处具有彼此相对的端部，因此不仅能够减少不必要的焊接带来的生产成本，还能够避免从支管21b和21c流入的排气直接地碰撞未固定的相对部分并且将方向转变为轴向。

第二实施方式

接下来，将描述本发明第二实施方式的双管式排气歧管。

在第二实施方式的双管式排气歧管中，支管21a-21d和集气管22a和22b的滑动部分的构造与第一实施方式中的构造不同。

即，如图4所示，支管21a的排气下游侧端部通过向径向外侧延伸而朝集气管22a的排气上游侧端部的内周面伸长，并且末端部折回从而卷曲。卷曲部分21a1设置成在集气管22a的内周面处线接触。

此外，尽管图中未示出，支管21b的下游侧端部和集气管22a的上游侧端的滑动部分、支管21c和集气管22b的上游侧端的滑动部分、以及支管21d和集气管22b的上游侧端的滑动部分具有如上所述的相同的构造。

其他构造与第一实施方式中相同。

因此，因为排气的高温以及来自发动机的震动等导致了管的热膨胀以及支管21a-21d和集气管22a和22b的组装的颤动并由此增大了滑动部分中的间隙，所以容易使排气被排出。然而，在如上所述地构造的第二实施方式的双管式排气歧管中，通过支管21a-21d的端部的卷曲部分与集气管22a和22b的内周面线接触来缩窄间隙能够减少排气的泄漏。

在这种情况下，卷曲部分21a1具有弹簧功能并且由于热膨胀间隙被保持成较窄。此外，卷曲部分21a1还适于滑动。

结果，在第二实施方式的双管式排气歧管中，通过将从间隙泄漏出的排气储存内管2和外管3之间的间隔中，外管的温度被升高，结果，能够防止因为外管3的温度的反复升高和降低而产生的外管3的热变形给外管3带来的诸如损坏的缺陷。

以上，已经基于上述的每个实施方式描述了本发明，但是本发明并不限于这些实施方式，本发明包括在不背离本发明的精神的范围内的设计变更等情况。

例如，能够适当地改变内管2和外管3的形状或材料。

此外，在第二实施方式中，卷曲部分设置在支管21a-21d侧的滑动部分中，但是该卷曲部分也可设置在集气管22a和22b的滑动部分侧。

在这种情况下，并非绝对必要在支管21a-21d和集气管22a和22b的所有的滑动部分中设置卷曲部分，可以仅在泄漏严重的支管21a和21d和集气管22a和22b的滑动部分中设置卷曲部分。

此外，本发明的双管式排气歧管不限于四缸发动机，其还可应用于例如六缸发动机等。

此外，排出管部分可设置在不同的位置。

术语的通用解释

在理解本发明的范围时，本文中使用的术语“包括”及其衍生语为开放性术语，其意在说明所述及的特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存在，但不排除其他未述及的特征、元件、组件、组、整体和/或步骤的存在。前述内容还适用于诸如术语“包含”、“具有”及其衍生语等具有相似含义的词汇。而且，以单数使用的术语“部件”、“部”、“部分”、“构件”或“元件”能够具有单个部件或多个部件的双重含义。本文中使用的诸如“大致”、“大约”和“近似”等程度术语意味着使得最终结果不被显著改变的所修饰的术语的合理偏差量。

尽管仅选择了所选定的实施方式来阐述本发明，但是本领域技术人员将从本公开内容清楚地认识到，只要不背离所附的权利要求书所限定的本发明的范围，可以对此做出各种变化和变形。例如，各种组件的尺寸、形状、位置或取向能够根据需要和/或期望而变化。所示出的彼此直接连接或接触的组件能够具有布置在这些组件之间的中间结构。一个元件的功能可以由两个元件来执行，反之亦然。一个实施方式中的结构和功能可以在另一个实施方式中适用。不需要在特定的实施方式中同时存在所有的优点。每一个相对于现有技术独特的特征，独自或与其他特征相组合，都应该被认为是本申请人作出的进一步发明的独立说明，其包括由该（这些）特征所实现的结构和/或功能构思。因而，根据本发明的实施方式的前述描述仅仅提供用于说明，而非用于限制由所附的权利要求书及其等同所限定的本发明。

Claims (6)

1.一种双管式排气歧管，其包括：

内管，所述内管包括多个支管和多个集气管，所述集气管能彼此滑动地连接，每个所述支管的一端装配至凸缘部，所述凸缘部被构造和配置成与发动机的气缸盖附接，并且每个所述支管的另一端能滑动地连接至多个所述集气管中的对应的一个集气管，使得每个所述集气管连接至多个所述支管；

外管，所述外管覆盖所述内管的外周；以及

多个间隔件，所述间隔件布置在所述外管和所述内管之间以在所述外管和所述内管之间形成间隙。

2.根据权利要求1所述的双管式排气歧管，其特征在于，多个所述集气管以能够沿平行于所述凸缘部的方向相对于彼此滑动的方式彼此装配在一起。

3.根据权利要求1所述的双管式排气歧管，其特征在于，每个所述支管从平行于所述凸缘部的方向和垂直于所述凸缘部的方向中的一个方向装配在多个所述集气管中的对应的一个集气管中。

4.根据权利要求1所述的双管式排气歧管，其特征在于，每个所述集气管为一体压制成形的管，该一体压制成形的管的相对两端部布置在被已经流入所述集气管的排气碰撞的表面的相对一侧。

5.根据权利要求2所述的双管式排气歧管，其特征在于，多个所述支管中的至少两个支管分别沿彼此相对的方向和平行于所述凸缘部的方向装配在多个所述集气管中的对应的一个集气管中。

6.根据权利要求1所述的双管式排气歧管，其特征在于，所述集气管和所述支管中的每一个的末端均能滑动地插入所述集气管和所述支管中的对应的一个中，并且所述末端沿径向方向朝所述集气管和所述支管中的对应的一个的内周面延伸，并且折回以减少排气的泄漏。

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